افزایش تقاضا برای منابع محاسباتی از سوی صنایع و جوامع علمی برای اجرای برنامه‌های کاربردی بزرگ و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها وجود دارد. زنجیره بلوکی پلتفرمی ارائه داده که شرکت کنندگان را قادر می‌سازد منابع محاسباتی را هم قرض بدهند و هم قرض بگیرند و در این فرآیند درآمد هم کسب کنند.

همانطور که رایانه‌های رومیزی، لپ‌تاپ‌ها، دستگاه‌های تلفن همراه و غیره بخش عظیمی از وقت ما را می‌گیرد، نیاز به منابع محاسباتی نیز به سرعت در حال رشد است. اکوسیستم بزرگ اینترنت اشیاء (IoT)، یادگیری ماشین و الگوریتم‌های یادگیری عمیق و دیگر راهکارهای پیچیده در هر حوزه توسعه یافته و بخش صنعت، تقاضا برای سرورهای ابری قوی‌تر و پهنای باند بیشتر برای رسیدگی به نیازهای لحظه‌ای کسب و کار را افزایش داده است.

پس چگونه می‌توانیم استفاده اقتصادی و کارآمد‌تری از همه منابع محاسباتی که به هدر می‌روند داشته باشیم؟ زنجیره‌ بلوکی (Blockchain)، یک پایگاه داده توزیع شده که در همه حوزه‌های مختلف کاربرد دارد، ممکن است در پاسخ به این معضل، یک پلتفرم ارائه دهد که شرکت کنندگان را قادر می‌سازد منابع محاسباتی را هم قرض بدهند و هم قرض بگیرند و در این فرآیند درآمد هم کسب کنند.

چالش رو به افزایش محاسبات

ژیل فداک، بنیانگذار iEx.ec، یک پلتفرم رایانش ابری توزیع شده، می‌گوید: «افزایش تقاضا برای منابع محاسباتی از سوی صنایع و جوامع علمی برای اجرای برنامه‌های کاربردی بزرگ و پردازش حجم عظیمی از داده‌ها وجود دارد». وی چندین حوزه مختلف از جمله شبیه‌سازی محصول، یادگیری عمیق و ارائه سه بعدی را نام می‌برد که در آن تقاضا برای منابع محاسباتی پرهزینه و محاسبات با عملکرد بالا (HPC) در حال افزایش است.

جری کومو، معاون مدیر Blockchain برای کسب و کار در IBM می‌گوید: «بزرگترین چالش برای ابرمحاسبات، تقاضا برای کم کردن زمان است. فرآیندهای کسب و کار در حال حاضر باید با سرعت قابل توجه و سریع‌تر از قبل تکمیل شوند. نتیجه این است که تقاضا برای منابع محاسباتی به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد».

David Sønstebø، بنیانگذار IOTA، یک دفتر توزیع شده برای اینترنت اشیاء، به نیاز دستیابی به زمان واقعی محاسبات و غلبه بر تأخیر ناشی از مدل‌های مبتنی بر فناوری ابری تأکید می‌کند. «بزرگترین مشکل ابرمحاسبات این است که دستگاه‌های تولید داده به مراکز داده‌هایی که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته، نزدیک نیست».

چگونه محاسبات توزیع شده مشکل را حل می‌کند

پلتفرم‌های به اشتراک گذاشتن منابع محاسبه همچون SETI@home از سال‌ها پیش وجود داشته‌اند. اما آنها هنوز هم به دلال‌های مرکزی برای توزیع و مدیریت وظایف، که می‌توانند موجب پیچیدگی بیشتر شوند، وابسته هستند.

Sønstebø می‌گوید: «یکی از زمینه‌های که در آن محاسبات متمرکز و مبتنی بر فناوری ابری خلاصه می‌شود، اینترنت اشیاء است. همانطور که اینترنت اشیا رشد می‌کند، نیاز به محاسبات توزیع شده یک ضرورت مطلق است». تأخیر در رفت و برگشت، تراکم شبکه، برخورد سیگنال و فاصله جغرافیایی برخی از چالش‌هایی هستند که هنگام پردازش داده‌های تولید شده در فناوری ابری با آن مواجه می‌شویم. وی می‌گوید: «دستگاه باید قادر به داد و ستد منابع محاسباتی با دیگران در زمان واقعی باشد به طوری که بار محاسباتی توزیع شود».

فداک از iEx.ec می‌گوید: «برخی از نرم افزارهای پدیدار شده توسط معماری متمرکز پشتیبانی نمی‌شوند، همچون برنامه‌های غیر متمرکز (DApps)، که رایانش مهی، هوش مصنوعی توزیع شده و پردازش جریان موازی را نیرومند می‌کند. این دسته از نرم افزارها بسیار چالش برانگیزند، زیرا هم داده و هم محاسبه متمرکز هستند و آنها به خوبی با زیرساخت‌های متمرکز کنار نمی‌آیند». پس مدل‌های متمرکز یک مشکل در انگیزه به اشتراک گذاری منابع است.

Julian Zawistowski، از بنیانگذاران و مدیر عامل شرکت پلتفرم محاسبات توزیع شده Golem می‌گوید: «اگر شما به پیشرفت‌های مجازی سازی در ۱۰-۲۰ سال گذشته نگاه کنید، واضح است که برپایی هر نوع محیط در یک مرکز داده یا بر روی یک رایانه شخصی بسیار آسان‌تر شده است. اما زمانی که در واقع می‌خواهد سخت‌افزار را اجاره کند هنوز هم رنج‌آور است: مقایسه ارائه شده از ارائه دهندگان مختلف پیچیده است و نیاز به اظهار نظر فنی و زمان دارد تا بهترین راهکار برای یک کار شرح داده شده، کشف شود».

پرستون بایرن، مدیر ارشد عملیاتی در Monax می‌گوید: «موضوعی که برای پرداخت با آن درگیر هستید این است که نیاز دارید بررسی کنید آیا شرکت کنندگان واقعاً کار را انجام داده‌اند و همچنین ارائه دهنده بداند که اجرای محاسبات چقدر زمان بر است. زمانی که شما در حال برخورد با اشخاص مورد اعتماد از جمله پلتفرم HPC خدمات وب سایت آمازون هستید این کار آسان است، اما نه تا زمانی که در ارتباط با گره‌هایی هستید که در سخت افزار و منابع متفاوت هستند.

چگونه دفاتر توزیع شده شکاف را پر می‌کنند

یک شبکه توزیع شده از رایانه‌ها که توسط زنجیره‌ بلوکی مدیریت می‌شود و یک قرارداد هوشمند می‌تواند اقتصاد مشترکی ایجاد کند که در آن هر کسی با یک رایانه می‌تواند منابع محاسباتی بیکار را قرض بگیرد و یک درآمد جانبی ایجاد کند.

ماهیت همتا به همتای زنجیره‌ بلوکی و دفاتر توزیع یافته نیز به حرکت نزدیک‌تر محاسبات کمک خواهد کرد تا داده‌ها تولید شوند و از تنگنای رفت و برگشت‌ها در سرورهای ابری اجتناب کنند.

بایرن پیشنهاد می‌دهد که زنجیره‌ بلوکی پتانسیل ایجاد یک نرم‌افزار بازاری را دارد. نرم‌افزاری که بتواند مشکل ارتباط‌های خریداران و فروشندگان را حل کند: از محاسبه زمان و اجازه دادن به خریداران و فروشندگان تا خود بدون نیاز به یک واسطه همچون AWS ارزهای رمز پایه را پرداخت کنند.

Sønstebø نقطه نظر بایرن را به تفصیل شرح داد: IOTA یک دفتر توزیع شده بر اساس Tangle، یک طراحی مقیاس‌پذیر از بلوک‌ها رها شده، توسعه داده است و یک کارگردانی گراف غیرچرخشی (DAG) معرفی کرده است که بار معامله را کاهش می‌دهد و هزینه‌ها را حذف می‌کند.

Golem نیز یک پلتفرم به اشتراک گذاری منابع همتا به همتا در زنجیره بلوکی Ethereum توسعه داده است. Golem صاحبان نرم افزار و کاربران شخصی را قادر می‌سازد تا منابع محاسباتی را از کاربران دیگر اجاره کنند و هزینه را به طور مستقیم در ارز رمز پایه بپردازند. این پلتفرم پتانسیل کاهش هزینه و افزایش سرعت در حوزه‌هایی مانند پژوهش‌های علمی، یادگیری ماشین و ارائه گرافیکی را دارد و این امکان برای هر فرد برای به اشتراک گذاشتن منابع و ایجاد یک درآمد جانبی میسر است.

پس از ارسال وظایف به شبکه Golem، درخواست کنندگان بر اساس قیمت، شهرت و عملکرد دستگاه ارائه دهنده را یافته و در دفاتر ثبت نام می‌کنند. منابع برای پردازش ارسال می‌شوند و پس از اتمام کار پس فرستاده می‌شوند. اگر نتایج آزمایشات تأیید شد، هزینه به ارائه دهنده پرداخت می‌شود. شهرت یک کاربر بر اساس موفقیت در انجام کار ایجاد می‌شود.

iEx.ec، پلتفرم محاسبات توزیع شده دیگری است که با استفاده از زنجیره بلوکی Ethereum یک شبکه‌ی بازاری برای برنامه‌های کاربردی، داده‌ها و منابع محاسباتی از جمله HPC ایجاد می‌کند. Julien Béranger مسئول روابط عمومی این شرکت می‌گوید: «این بدان معنی است که هر کس قادر به ارائه منابع محاسباتی خود از طریق قراردادهای هوشمند مستقر در زنجیره بلوکی خواهد بود»

این پلتفرم با استفاده از Desktop Grid و یا Volunteer Computing منابع محاسباتی مورد استفاده قرارگرفته برای اجرای برنامه‌های کاربردی بسیار بزرگ موازی را با هزینه بسیار کمتر از یک ابررایانه سنتی جمع‌آوری می‌کند. این مدل مورد استفاده در پلتفرم‌های محاسباتی توزیع شده مانند SETI@Home، Folding@home و disributed.net است. گروه iEx.ec امیدوار است که این ترکیب، تقاضای دسترسی به CPU، GPU، مجموعه داده‌ها، ذخیره سازی و منابع دیگر را ارزان و مقیاس‌پذیر کند.

زنجیره‌ی بلوکی موجب ایجاد تفاوت بزرگی می‌شود. فداک از iEx.ec معتقد است: «از آنجا که زنجیره‌ی بلوکی اجازه یک زیرساخت غیر متمرکز را می‌دهد، می‌تواند داده‌ها را به مصرف‌کنندگان و تولیدکنندگان نزدیک‌تر کند. در حالی که با رایانش ابری متمرکز، مراکز داده‌ها تمایل دارند که در مناطق دور افتاده واقع شوند».

تقاضا برای محاسبه، رشد خود را ادامه خواهد داد. اما آیا سرورهای ابری به نسبت الزامات در منابع، هزینه‌ها و سرعت، افزایش پیدا می‌کنند. در این میان زنجیره‌ی بلوکی یک جایگزین مناسب است که می‌تواند امکانات جدید و موفقی را در جایی که فناوری‌های پیشین شکست خورده‌اند، پیشنهاد دهد.

منبع: techcrunch